Обмін ліпідів презентация

Содержание

План лекції 1.Травлення ліпідів у кишково-шлунковому тракті 2.Розпад ліпідів у клітинах організму. 3.Окиснення жирних кислот. 4.Утворення кетонових тіл. 5.Біосинтез жирних кислот. 6.Біосинтез триацилгліцеролів.

Слайд 1Обмін ліпідів


Слайд 2


Слайд 3План лекції
1.Травлення ліпідів у кишково-шлунковому тракті
2.Розпад ліпідів у клітинах організму.
3.Окиснення жирних

кислот.
4.Утворення кетонових тіл.
5.Біосинтез жирних кислот.
6.Біосинтез триацилгліцеролів.


Слайд 5Запас енергетичних ресурсів у організмі людини
Energy is stored in the body

in the form of triglyceride and glycogen within adipose tissue, liver, and skeletal muscle. Triglyceride present within adipose tissue is the body’s major fuel reserve. A lean adult has approximately 35 billion adipocytes, and each adipocyte contains about 0.4 to 0.6 µg of triglyceride. An extremely obese adult can have 4 times as many adipocytes, each containing up to twice as much lipid. Intramuscular glycogen and triglyceride provide an important source of fuel for working muscles during exercise. Triglycerides are a fivefold better fuel per unit mass than glycogen, because triglycerides are stored compactly as an oil within adipocytes and liberate 9.3 kcal/g when oxidized, whereas glycogen is stored intracellularly as a gel, containing 2 g of water for every 1 g of glycogen, and liberate 4.1 kcal/g when oxidized.

Слайд 6Жовчні кислоти


Слайд 7Uptake of dietary lipid in the intestine of a vertebrate animal,

and delivery of fatty acids to muscle and adipose tissues.



Слайд 8Молекулярна структура хіломікронів
Molecular structure of a chylomicron. The surface is covered

with a layer of phospholipids, with head groups facing the aqueous phase. Ti-iacylglycerols sequestered in the interior make up more than 80% of the mass. Several apoproteins that protrude from the surface act as signals in the uptake and metabolism of chylomicron contents. The diameter of chylomicrons ranges from about 100 to about 500 nm.

Слайд 9Гідроліз триацилгліцеролів у шлунково- кишковому тракті


Слайд 11Розпад ацилгліцеролів у клітинах


Слайд 12Вивільнення енергії з триацилгліцеролу
Mobilization of triacylglycerols stored in adipose tissue. Low

levels of glucose in the blood trigger the mobilization of triacylglycerols through the action of epinephrine and glucagon on the adipocyte adenylate cyclase.

Слайд 13Шляхи включення гліцерину у гліколіз та глюконеогенез


Слайд 14β-окиснення жирних кислот


Слайд 15Stages of fatty acid oxidation.
Stage 1: A longchain fatty acid is

oxidized to yield acetyl residues in the form of acetyl-CoA.
Stage 2: The acetyl residues are oxidized to CO2 via the citric acid cycle.
Stage 3: Electrons derived from the oxidations of stages 1 and 2 are passed to O2 via the mitochondrial respiratory chain, providing the energy for ATP synthesis by oxidative phosphorylation.


Слайд 16β-окиснення жирних кислот


Слайд 17Активація жирних кислот
Fatty acid activation by the formation of the fatty

acyl-CoA derivative occurs in two steps.
First, the carboxylate ion displaces the outer two (β and γ) phosphates of ATP to form a fatty acyl-adenylate, the mixed anhydride of a carboxylic acid and a phosphoric acid. The other product is PPi, an excellent leaving group that is immediately hydrolyzed to two Pi, pulling the reaction in the forward direction.
Coenzyme A carries out nucleophilic attack on the mixed anhydride, displacing AMP and forming the thioester fatty acyl-CoA. The overall reaction is highly exergonic.

Слайд 18Проникнення жирних кислот через мембрану мітохондрії


Слайд 19Проникнення жирних кислот через мембрану мітохондрії


Слайд 20Транспорт жирних кислот через внутрішню мембрану мітохондрій
Ферментативні реакції перенесення довголанцюгових жирних

кислот з цитозолю клітини через внутрішню мембрану мітохондрій за участі карнітину зображено на рисунку.
Ацил-КоА вступає на шлях ß-окиснення, а вільний карнітин виходить з мітохондрій і в цитозолі бере участь у транспортуванні нової молекули ацил-КоА.


Слайд 21Карнітин


Слайд 22Проникнення жирних кислот через мембрану мітохондрії


Слайд 23Стадія дегідрування


Слайд 24Стадія гідратації


Слайд 25Друга стадія дегідрування


Слайд 26Тіолазна реакція


Слайд 27β-окислення
The fatty acid oxidation (β-oxidation) pathway.
(a) In each pass through

this sequence, one acetyl residue (shaded in red) is removed in the form of acetyl-CoA from the carboxyl end of palmitate (C16), which enters as palmitoyl-CoA.
(b) Six more passes through the pathway yield seven more molecules of acetyl-CoA, the seventh arising from the last two carbon atoms of the 16-carbon chain. Eight molecules of acetyl-CoA are formed in all.

Слайд 28Енергетичний баланс

β-окислення

Якщо жирна кислота містить n атомів карбону, то за повного її окиснення утворюється (n : 2 ) молекул ацетил-KоА ( кожний ацетил містить два атоми карбону ) та (n : 2 ) – 1 молекул ФАДН2 і НАДH(Н+), оскільки за останнього циклу окиснення утворюються дві молекули ацетил-KоА, але по одній молекулі ФАДH2 і НАДH (Н+).
Отже продуктами окиснення жирної кислоти з парним числом атомів карбону є: ацетил-КоА, ФАДH2 і НАДH(Н+). В подальшому ацетил-KоА вступає в ЦТК, а ФАДH2 і НАДH (Н+) – безпосередньо в дихальний ланцюг.
За кожного циклу β-окиснення утворюється : 1 молекула ФАДH2 і 1 молекула НАДH(Н+). Останні у процесі окиснення в дихальному ланцюзі та спряженого з ним фосфорилювання дають: ФАДH2 (через KoQ) – 2 молекули АТФ, а НАДH(Н+) – 3 молекули АТФ,
тобто сумарно за один цикл утворюються 5 молекул АТФ.


Слайд 29Енергетичний баланс

β-окислення

У випадку пальмітинової кислоти (С 16) відбувається 7 циклів β-окиснення:
пальмітоїл-KоА + 7ФАД + 7НАД+ + 7Н2O + 7HS-KoA = 8ацетил-KоА + 7ФАДН2 + 7НАДН + 7Н+
Оскільки за окиснення жирної кислоти, яка містить n(16) атомів карбону, відбувається (n : 2) – 1 = (16:2)-1= 7 циклів β-окиснення, це призводить до утворення: 5 × 7 = 35 молекул АТФ.
У процесі β-окиснення пальмітинової кислоти утворюються 8 молекул ацетил-КоА (n:2)=(16:2)=8, кожна з яких, згораючи в циклі трикарбонових кислот, дає 12 молекул АТФ. Отже 12 × 8=96 молекул АТФ. Таким чином усього за повного β-окиснення пальмітинової кислоти утворюється:
35 + 96 = 131 молекула АТФ.
Одна молекула АТФ витрачається на активацію жирної кислоти, тому баланс АТФ при повному окисненні пальмітинової кислоти складає 131 – 1= 130 молекул АТФ.


Слайд 32Окислення ненасичених жирних

кислот

The oxidation of a monounsaturated fatty acyl-CoA, such as oleoyl-CoA (Δ9), requires an additional enzyme, enoyl-CoA isomerase. This enzyme repositions the double bond, converting the cis isomer to a trans isomer, a normal intermediate in β oxidation.


Слайд 33Окислення ненасичених жирних кислот
Oxidation of polyunsaturated fatty acids requires a second

auxiliary enzyme in addition to enoyl-CoA isomerase: NADPH-dependent 2,4-dienoyl-CoA reductase. The combined action of these two enzymes converts a trans-Δ2,cis-Δ4dienoyl-CoA intermediate into the trans-Δ2-enoylCoA substrate necessary for β oxidation.

Слайд 34Кетонові тіла


Слайд 35Утворення кетонових тіл


Слайд 36Синтез жирних кислот


Слайд 37Синтез жирних кислот


Слайд 38Синтаза вищих жирних кислот


Слайд 47Сумарне рівняння синтезу жирних кислот
Із пальмітинової кислоти синтезується стеаринова і інші

вищі жирні кислоти шляхом приєднання ацетил-КоА ( в мітохондріях) чи малоніл–КоА ( е ендоплазматичному ретикулумі)

Слайд 48Синтез жирних кислот
Утворений малоніл~KоА взаємодіє з АТБ-SH під

впливом малонілтрансацилази. Ацетил-KоА переноситься на синтетичний комплекс, зв’язуючись із залишком цистеїну синтази. Обидва ацильні залишки близько розташовані у просторі. Вони конденсуються під впливом 3-кетоацил-АТБ-синтази з відщепленням СО2. При конденсації ацетильний залишок переноситься на малонільний, витісняючі його карбоксильну групу. Ацетоацетил-АТБ відновлюється за кетогрупою до β -оксипо-
хідного під впливом 3-кетоацил-АТБ-редуктази. Донором гідрогену для цієї реакці є НАДФH(Н+). β-оксипохідне під впливом β -гідроксиацил-АТБ-дегідратази дегідра-
тується з утворенням транс-ненасиченої сполуки , яка, у свою чергу, відновлюється за рахунок НАДФH(Н+) під впливом ферменту еноїл-АТБ-редуктази. Таким чином з двох окиснених двовуглецевих фрагментів синтезується відновний чотиривуглецевий-бутирил-АТБ. Він переноситься з АТБ на залишок цистеїну ферменту.

Слайд 51 Позамітохондріальна система біосинтезу жирних кислот
Як вже зазначалося, будівельним блоком для

синтезу жирних кислот в цитозолі клітини слугує ацетил-KоА, який переважно надходить із мітохондрій. Було з’ясовано, що цитрат стимулює синтез жирних кислот в цитозолі клітини. Відомо також, що утворений в мітохондріях у процесі окиснювального декарбоксилювання пірувату та окиснення жирних кислот ацетил-KоА не може дифундувати у цитозоль клітини, оскільки мітохондріальна мембрана непроникна для даного субстрату.
Тому спочатку внутрішньомітохондріальний ацетил-КоА взаємодіє з оксалоацетатом з утворенням цитрату. Реакція каталізується ферментом цитратсинтазою. Утворений цитрат переноситься через мембрану мітохондрій у цитозоль за допомогою спеціальної трикарбоксилат-транспортуючої системи. В цитозолі цитрат реагує з HS-KoA і АТФ, знову розщеплюючись на ацетил-KоА і оксалоацетат. Дана реакція каталізується АТФ-цитратліазою. Вже у цитозолі оксалоацетат за участю цитозольної малатдегідрогенази відновлюється до малату. Останній за допомогою дикарбоксилаттранспортувальної системи повертається в мітохондріальний матрикс, де окиснюється до оксалоацетату, завершуючи тим самим так званий човниковий цикл.


Слайд 52Утворення ненасичених жирних кислот


Слайд 53Біосинтез триацилгліцеролів


Слайд 54Біосинтез триацилгліцеролів


Слайд 55Біосинтез триацилгліцеролів


Слайд 56Біосинтез фосфогліцеридів


Слайд 57Біосинтез фосфогліцеридів


Слайд 58Біосинтез фосфогліцеридів


Слайд 59Біосинтез фосфогліцеридів


Слайд 60Біосинтез холестеролу


Слайд 63Ketone body formation and export from the liver. Conditions that increase

gluconeogenesis (diabetes, fasting) slow the citric acid cycle (by drawing off oxaloacetate) and enhance the conversion of acetyl-CoA to acetoacetate. The released coenzyme A allows continued β oxidation of fatty acids.



Слайд 64
The role of β oxidation in the conversion of seed triacylglycerols

into glucose in germinating seeds.

Слайд 65Утворення кетонових тіл
Formation of ketone bodies from acetyl-CoA. Under circumstances that

cause acetylCoA accumulation (starvation or untreated diabetes, for example), thiolase catalyzes the condensation of two acetyl-CoA molecules to acetoacetyl-CoA, the parent of the three ketone bodies. These reactions all occur within the mitochondrial matrix. The six-carbon compound β-hydroxy-βmethylglutaryl-CoA (HMG-CoA) is also an intermediate of sterol biosynthesis, but the enzyme that forms HMG-CoA in that pathway is cytosolic. HMG-CoA lyase is present in the mitochondrial matrix but not in the cytosol.

Слайд 66
Electrons removed from fatty acids during β oxidation pass into the

mitochondrial respiratory chain and eventually to O2. The structures I through IV are enzyme complexes that catalyze portions of the electron transfer to oxygen. Fatty acyl-CoA dehydrogenase feeds electrons into an electron-transferring flavoprotein (ETFP) containing an iron-sulfur center, which in turn reduces a lipid-soluble electron carrier, ubiquinone (UQ, or coenzyme Q). β-Hydroxyacyl-CoA dehydrogenase transfers electrons to NAD+, and the resulting NADH is reoxidized by NADH dehydrogenase (Complex I of the respiratory chain). Propionate produced from odd-chain fatty acids is converted to succinate. Succinate dehydrogenase, which acts in the citric acid cycle (p. 457), feeds electrons into the respiratory chain at Complex II. Cytochrome c (cyt c) is a soluble electron carrier that transfers electrons between Complexes III and IV.

Слайд 68Синтез жирних кислот


Слайд 69
Acyl carrier protein (ACP). The prosthetic group is 4'-phosphopantetheine, which is

covalently attached to the hydroxyl group of a Ser residue in ACP. Phosphopantetheine contains the B vitamin pantothenate, also found in the coenzyme A molecule. Its -SH group is the site of entry of malonyl groups during fatty acid synthesis

Слайд 71
Beginning of the second round of the fatty acid synthesis cycle.

The butyryl group is on the Cys -SH group. The incoming malonyl group is attached to the Pn -SH group. In the condensation step the entire butyryl group on the Cys -SH is exchanged for the carboxyl group of the malonyl residue, which is lost as CO2 (green). This step is analogous with that shown in Fig. 20-5. The product, a six-carbon β-ketoacyl group, now contains four carbons derived from malonyl-CoA and two derived from the acetyl-CoA that started the reaction. The β-ketoacyl group now undergoes steps 2 throu 4 as in Fig. 20-5.

Слайд 72
The acetyl group shuttle for transfer of acetyl groups from mitochondria

to the cytosol for fatty acid synthesis. (The outer mitochondrial membrane is freely permeable to all of these compounds.) Pyruvate derived from amino acid catabolism in the matrix, or from glucose by glycolysis in the cytosol, is converted to acetyl-CoA in the matrix. Acetyl groups pass out of the mitochondrion as citrate; in the cytosol they are delivered as acetylCoA for fatty acid synthesis. Malate returns to the mitochondrial matrix, where it is converted to oxaloacetate. An alternative fate for cytosolic malate is oxidation by malic enzyme to generate cytosolic NADPH; the pyruvate produced returns to the mitochondrial matrix.

Слайд 73
Regulation of fatty acid synthesis. (a) In the cells of vertebrates,

both allosteric regulation and hormone-dependent covalent modification influence the flow of precursors into malonylCoA. In plants, acetyl-CoA carboxylase is activated by the changes in [Mg2+] and pH that accompany illumination (not shown here). (b) Filaments of acetyl-CoA carboxylase (the active, dephosphorylated form) as seen with the electron microscope.

Слайд 74
Routes of synthesis of other fatty acids. Palmitate is the precursor

of stearate and longer-chain saturated fatty acids, as well as the monounsaturated acids, palmitoleate and oleate. Mammals cannot convert oleate into linoleate or α-linolenate (shaded red), which are therefore required in the diet as essential fatty acids. Conversion of linoleate into other polyunsaturated fatty acids and eicosanoids is outlined. Unsaturated fatty acids are symbolized by indicating the number of carbons and the number and position of the double bonds, as in Table 9-1.

Слайд 77
Schematic depiction of PL activation in

solution by CL and a duodenal mixed micelle. The formation of a complex between inactive PL (van
Tilbeurgh et al., 1992), CL and a mixed micelle activates the enzyme by stabilizing the flap in the open conformation and exposing a large
hydrophobic surface. This surface should facilitate complex binding to the underlying tri- and diglycerides of the emulsified duodenal oil particle.
The particle polar layer and underlying substrates (not drawn to scale) are depicted in gray and yellow respectively. The uncomplexed CL is shown
as the procolipase NMR solution (Breg et al., 1995).


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика